嗅覚の環状ヌクレオチド感受性チャネルのCNGA4およびCNGB1bサブユニットの環状ヌクレオチドによる分別的調節

Sci. Signal., 10 July 2012
Vol. 5, Issue 232, p. ra48
[DOI: 10.1126/scisignal.2003110]

Vasilica Nache¹, Thomas Zimmer¹, Nisa Wongsamitkul¹, Ralf Schmauder¹, Jana Kusch¹, Lisa Reinhardt¹, Wolfgang Bönigk², Reinhard Seifert², Christoph Biskup^1,3, Frank Schwede⁴, and Klaus Benndorf^1*

¹ Institute of Physiology II, University Hospital Jena, Friedrich-Schiller-University Jena, D-07740 Jena, Germany.
² Center of Advanced European Studies and Research, Molecular Sensory Systems, Ludwig-Erhard-Allee 2, D-53175 Bonn, Germany.
³ Biomolecular Photonics Group, University Hospital Jena, Friedrich-Schiller-University Jena, D-07740 Jena, Germany.
⁴ BIOLOG Life Science Institute, Flughafendamm 9A, D-28199 Bremen, Germany.

* To whom correspondence should be addressed. E-mail: Klaus.Benndorf@mti.uni-jena.de

要約：嗅覚の環状ヌクレオチド感受性（CNG）イオンチャネルは、嗅覚ニューロンのシグナル伝達に不可欠な寄与因子である。このチャネルの活性は、環状ヌクレオチドのグアノシン3',5'一リン酸（cGMP）とアデノシン3',5'一リン酸（cAMP）による制御を受ける。また、嗅覚CNGチャネルは、2つのCNGA2サブユニット、1つのCNGA4、および1つのCNGB1bサブユニットから成り、各サブユニットは環状ヌクレオチド結合ドメインを含んでいる。われわれは蛍光パッチクランプ法を用いて、リガンドの結合とチャネルの活性化を同時に測定し、cGMPは2つのCNGA2サブユニットに結合するだけでなく、CNGA4サブユニットに結合することによっても嗅覚CNGチャネルを活性化したことを明らかにした。CNGA2サブユニットのリガンド結合能が失われているチャネルでも、CNGA4へのcGMPの結合は、チャネルを部分的に活性化するのに十分であった。対照的に、このヘテロ四量体チャネルにおいてCNGB1bサブユニットはcGMPに結合しなかったが、このサブユニットをもつチャネルはcAMPによる活性化を示した。このように、これら調節性サブユニットは、リガンドの結合からヘテロ四量体である嗅覚CNGチャネルの活性化への変換に積極的に関わり、チャネルが環状ヌクレオチドを識別することを可能にしている。

V. Nache, T. Zimmer, N. Wongsamitkul, R. Schmauder, J. Kusch, L. Reinhardt, W. Bönigk, R. Seifert, C. Biskup, F. Schwede, K. Benndorf, Differential Regulation by Cyclic Nucleotides of the CNGA4 and CNGB1b Subunits in Olfactory Cyclic Nucleotide-Gated Channels. Sci. Signal. 5, ra48 (2012).